JP3531172B2 - ダスト飛散防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の製造、特に
半導体ウエハの処理工程におけるダストの飛散防止方法
とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造工程において、製造装
置内への塵埃（ダスト）の持ち込みや製造装置内で発生
したダストが製造歩留りに大きな影響を与えている。上
記ダストの侵入を防止するため、従来ではプロセスチャ
ンバー等の装置内を清浄化したり、又各反応ガスを予め
超清浄化してこれを供給している。一方、装置内に持ち
込まれてしまったダストに対しては、プロセスチャンバ
ーを開放して除去し、一時的に装置内を高清浄化する手
段が講じられている。しかし上記の手段によっても、ダ
ストを完全に除去することができない。しかも装置の稼
働率低下を招くなど別の問題が生じている。そのため最
近では装置内において、積極的にダストを集塵する構造
が考案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら斯かる集
塵構造においては、装置内例えばチャンバー内に集塵電
極等を配置してダストをこの集塵電極に堆積させるた
め、チャンバー内にダストが浮遊、飛散することにな
り、その結果汚染されていないウエハに対しても新たに
ダストを付着させるなど、むしろ製造の歩留り低下を招
いている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、係る半導体ウ
エハの処理工程において装置内でダストを浮遊、飛散さ
せないための装置を提供するものである。すなわち、半
導体ウエハを間にして対向配置される２つの部材と、こ
の２つの部材のうち一方に正の電圧が印加される正の電
極と、２つの部材のうち他方に負の電圧が印加される負
の電極とを備えており、２つの部材の間に半導体ウエハ
を配置した状態で正の電極および負の電極へ電圧を印加
することにより、自然帯電しているダストを２つの部材
の表面に定着させるものである。また、正の電極および
負の電極が２つの部材の各々に埋設されているものでも
ある。

【０００５】

【作用】加工工程、搬送工程、保管工程のいずれの工程
においても、その工程に供される装置の半導体ウエハが
投入される部位には、その対向部において予め正負の電
圧が印加されているため、半導体ウエハが搬入される際
に自然帯電したダストは正負の電圧印加された対向部上
で直ちに定着されることになり、よってダストが半導体
ウエハの搬入に際し装置内で浮遊、飛散することはな
い。同様にして、当該装置内にダストが生じても、その
生じた最寄りの部位にてこのダストは定着されることに
なり、浮遊、飛散が生じない。また、自然帯電したダス
トを定着させるため、電極に電圧を印加するだけの簡単
な装置構成で済むとともに、簡単な電極配置で場所を選
ぶことがないため装置内やボート、半導体ウエハを掴む
ハンドなど、種々の場所に設置でき、半導体ウエハの周
囲に配置される部材の内面全面に亘って効率良くダスト
を定着できるようになる。

【０００６】

【実施例】本発明に係るダスト飛散防止方法とその装置
を図面にもとづき詳細に説明する。図１は半導体素子の
製造工程において、特にダストによる影響が大きい半導
体ウエハの処理工程を説明する図である。半導体ウエハ
が斯かる処理工程に投入されると、先ず洗浄工程から始
まり、熱酸化拡散、薄膜成形、イオン注入工程、レジス
ト処理、露光、現像工程、エッチング工程等を経てウエ
ハの裏面に研削等の加工を行なって搬出する。通常所望
する半導体素子の構造、性能に応じて、この処理工程は
所定の回数繰り返えされる。斯かる処理工程は大別する
と、次の三工程に分けられる。その１つは加工工程であ
って、各工程例えば洗浄工程では洗浄槽が、熱酸化拡散
工程では反応管が、更には薄膜成形工程ではチャンバー
が用いられる。上記各加工工程においては、槽内、炉
内、チャンバー内にダストを浮遊、飛散させずに定着さ
せる必要がある。

【０００７】一方、第二の工程として半導体ウエハを上
記各工程間に搬送する工程がある。すなわちこの搬送工
程においては、キャリアに搭載された複数枚の半導体ウ
エハを所定の位置まで搬出入させるものであり、この搬
送工程においても、持ち込まれたダスト及び新たに発生
したダストを装置内で直ちに定着させる。更に、三番目
の工程としては、各工程において加工された半導体ウエ
ハを一時的又は長期的に保管する工程がある。この工程
ではキャリアに搭載された複数枚のウエハを、清浄度の
高い室内にて保管するものであるが、高性能フィルター
を介して送風された清浄空気内のダストや、キャリア搬
送中に生じたダストを装置内で直ちに定着させる。

【０００８】次に上記のうち主要な加工、搬送、保管工
程におけるダスト飛散防止方法とその装置を説明する。
図２は洗浄工程に使用される洗浄槽を示す斜視図であ
る。この洗浄槽１は例えばステンレス板材から成形され
ており、その槽内には純水等の洗浄水などが投入され
る。斯かる洗浄槽１の対向した側壁を電気的に分割して
側壁１１ａ，１１ｂとする。そしてこの側壁１１ａ，１
１ｂ内に電極１２ａ，１２ｂを配設する。図３は電極の
配設状態を説明する断面概略図である。図中（イ）はス
テンレス板材からなる側壁１１ａの槽外側Ｏに線状の電
極１２ａを配設したものである。又、図中（ロ）は、側
壁１１ａの槽外壁Ｏを加工して凹部を形成し、この凹部
内に電極１２ａの配設したものである。更に図中（ハ）
は、側壁１１ａの槽外側Ｏに対しプレート状の電極１２
ｃを貼設したものである。斯かる電極１２ａ，１２ｂ，
１２ｃを高圧直流電源Ｖに接続して、一方を正、他方を
負の電圧に印加する。

【０００９】上記の洗浄槽１においては、半導体ウエハ
を槽内に投入するに際して持ち込まれるダストが持ち込
まれた箇所の最寄りの側壁（槽内側Ｉ）に定着される。
又、槽内にて発生したダストも、その発生時における最
寄りの槽内側に定着される。いずれにおいても、この洗
浄槽内においては、装置外から持ち込まれたダスト、装
置内で発生したダストいずれもは直ちに槽内側Ｉに定着
されて、槽内ではダストが浮遊、飛散することがない。

【００１０】図４は、熱酸化拡散に使用される拡散炉装
置２を説明する概略図である。斯かる装置２には石英ガ
ラスからなる反応管２１を横型に配置し、この反応管２
１の周囲にヒーターＨを配置し、かつ石英ボート３に搭
載したウエハＷを炉内に搬入して酸素Ｏ₂ を流入させな
がら、ヒーターＨにより加熱してＳｉＯ₂ 膜中の酸素拡
散を行うものである。図５（ａ）は、上記装置の反応管
２１を説明するものであり、又同（ｂ）は同（ａ）にお
けるＸ−Ｘ矢視断面概略図である。この反応管２１はそ
の側壁を電気的に二分割し、相対向する側壁２１ａ，２
１ｂに各々電極２２ａ，２２ｂを配置する。電極２２
ａ，２２ｂの配置状態は、電極２２ａ，２２ｂが反応管
２１内に露出せず、図例の如く側壁２１ａ，２１ｂ内に
埋設したり、若しくは反応管２１の外周に添設するもの
であればよい。そしてこの電極２２ａ，２２ｂに高圧直
流電源Ｖを接続して一方の電極２２ａに正電圧を、他方
の電極２２ｂに負電圧を印加する。

【００１１】斯かる印加状態において、ウエハＷを搭載
した石英ボート３を炉内に搬入すると、その際にダスト
が持ち込まれても、このダストは直ちに最寄りの側壁２
１ａ，２１ｂの炉内面側に定着される。又石英ボート３
が移動する際に発生したダストは、発生直後に上記同
様、最寄りの炉内面側に定着される。その結果、炉心管
２１内においては、持ち込まれたダスト、発生したダス
トのいずれもが浮遊、飛散することがない。図６は、石
英ボート３自体をダスト飛散防止装置にした例を示すも
のである。石英ボート３は前板３１、後板３２の間にボ
ートの長手方向に亘って一対の支持棒３３ａ，３３ｂを
架け渡したものである。そしてこの支持棒３３ａ，３３
ｂには、各々所定間隔で挿入溝が刻設されており、この
溝内にウエハＷのエッジを挿入した状態で搭載する。

【００１２】上記支持棒３３ａ，３３ｂに夫々電極３４
ａ，３４ｂを配設する。そして電極３４ａ，３４ｂに図
示しない高圧直流電源Ｖを接続して、夫々正・負の電圧
を印加する。これによりウエハＷを石英ボート３上に搭
載するに際して、持ち込まれたダストは、速やかに最寄
りの支持棒３３ａ，３３ｂの外面に定着され、同様に炉
内で発生したダストもこの支持棒３３ａ，３３ｂの外面
に定着される。よっていずれのダストも浮遊、飛散する
ことはない。尚、上記の装置２は熱酸化の拡散炉として
用いられるだけでなく、ＬＰＣＶＤ装置として用いられ
る際に、同様の電極を設けて印加すれば、持ち込まれた
ダスト、発生したダストのいずれをも浮遊、飛散させな
い。

【００１３】図７は、薄膜成形、エッチング等に用いら
れる処理装置４の概略図である。図例としては、枚葉式
の平行電極ＣＶＤ装置を示すものである。斯かる装置は
プロセスチャンバーとしてのチャンバー４１が設けら
れ、このチャンバー４１内に下部加工電極４２と上部加
工電極４３を平行配置したものである。そして高周波電
源４４によって印加し、下部加工電極４２上のウエハＷ
を処理する。上記のチャンバー４１を電気的に二分割し
て１つの壁部４１ａと他の壁部４１ｂとし、各壁部４１
ａ，壁部４１ｂに電極４５ａ，４５ｂを配設する。そし
てこれ等電極４５ａ，４５ｂに高圧電流電源Ｖを接続し
て印加する。

【００１４】図８は、電極４５ａ，４５ｂの配設状態を
説明するものである。すなわち側壁４１ａを形成する石
英ガラス内に埋め込むもの（イ）でもよく、又側壁４１
ａの外面側に凹部４１ｃを設け、この凹部４１ｃ内に電
極４５ａを配設したもの（ロ）でもよい。更には、側壁
４１ａの外面側Ｏにプレート状の電極４６を貼設したも
のでもよい。いずれにおいても、電極４５ａ，４５ｂ，
４５ｃ自体はチャンバー内に露出することなく、かつ又
側壁４１ａ，４１ｂの内面Ｉ側にダストが定着される構
成のものであればよい。

【００１５】図９は、ウエハＷを搭載したキャリア６自
体を所定位置に搬出入するための装置５を示すものであ
る。この装置５は他の加工工程に用いられる装置例えば
上述したＣＶＤ装置４の近傍に配置されて、ＣＶＤ処理
済みのウエハＷを搭載したキャリア６を載台５１に載
せ、かつそれを昇降器５２により上下動させて次工程に
おける所定位置に配置するものである。載台５１が上下
動する室内の対向側面を電気的に分割して、側部５３ａ
と５３ｂにし、各側部５３ａ，５３ｂに電極５４ａ，５
４ｂを配設する。そしてこの電極５４ａ，５４ｂに高圧
直流電源Ｖを接続して、一方の電極５４ａに正の電圧
を、他方の電極５４ｂに負の電圧を印加する。

【００１６】斯かる構成において、昇降器５２によって
キャリア６内に格納されたウエハＷが上下方向に移動す
るに際し持ち込まれるダスト及び昇降器５２自体から発
生するダストは、直ちに最寄りの壁部５３ａ，５３ｂの
内面側に定着する。よって装置周囲にダストの浮遊、飛
散はない。尚、壁部５３ａ，５３ｂに対する電極５４
ａ，５４ｂの配設状態は、各電極５４ａ，５４ｂが室内
側に露出しなければよく、図８に示す如く各様の配設状
態が考えられる。

【００１７】図１０は、保管工程に使用される保管装置
７を説明する概略図である。この保管装置７は、箱状の
格納室７１とその上部に設けた高性能フィルタ７２と、
高性能フィルタ７２を介して格納室７１内に清浄空気を
送るための送風機７３とからなる。格納室７１内にはキ
ャリア６に搭載されたウエハＷが保管される。斯かる保
管装置７自体は、各工程間に設けられたり、又、全処理
工程が終了した半導体ウエハを次の組立工程に搬送する
為のストッカーとして用いられる。上記格納室７１の相
対向する側壁を電気的に分割して側壁７１ａと７１ｂに
する。そして側壁７１ａ，７１ｂに各々電極７４ａ，７
４ｂを配設し、両電極７４ａ，７４ｂに高圧直流電源Ｖ
を接続して正・負の電圧を印加する。電極７４ａ，７４
ｂの配設状態は、側壁７１ａ，７１ｂの構成材によって
異なり、例えば図３に示したものや図８によって説明し
た各様の配設状態となる。いずれにおいても電極７４
ａ，７４ｂが格納室７１内に直接露出するものではな
い。すなわち側壁７１ａ，７１ｂの内面全体に亘ってダ
ストを定着させるものであればよく、これにより格納室
７１内にダストを浮遊、飛散させない。

【００１８】図１１は、搬送工程に使用される搬送装置
８を説明する概略図である。この搬送装置８は台車８１
と台車８１に設けられた格納部８２と格納部８２の近傍
に取付けられたハンドアーム８６等からなる。格納部８
２は載台８３とその両側から立設した側壁８４ａ，８４
ｂからなるもので、両側壁８４ａ，８４ｂは対向状態で
かつ電気的に分割されている。この側壁８４ａ，８４ｂ
に電極８５ａ，８５ｂが配設される。両電極の配設状態
としては上述した如く、図３，図８の各様の構造が考え
られる。いずれにおいても、電極８５ａ，８５ｂ自体が
格納部８２内に直接露出しない配設状態となる。これ等
電極８５ａ，８５ｂは、高圧電源Ｖに接続されて、正・
負の電圧が印加される。

【００１９】斯かる格納部８２内には、被搬送物として
キャリア６に搭載されたウエハＷが格納される。そして
台車８１が所定の位置まで移動するとハンドアーム８６
が駆動してそのハンド８７によりキャリア６を把持し、
ウエハＷを所定の位置に載置する。このキャリア６の出
し入れの際に、取り込まれるダストと内部に発生するダ
ストは、取り込まれ又は発生と同時に最寄りの側壁８４
ａ，８４ｂの内面側に定着する。よって、格納部８２内
においてダストの浮遊、飛散はない。又、ダストの浮
遊、飛散防止を更に徹底するため、キャリア６を把持す
るためのハンド８７においても図１２に示す如くその爪
片８７ａ，８７ｂを電気的に分離し、各爪片８７ａには
電極８８ａを、同様に爪片８７ｂには電極８８ｂを配設
して夫々を高圧直流電源Ｖに接続して正・負の電圧を印
加すれば、爪片８７ａ，８７ｂの動作によって生じたダ
ストは直ちに爪片内面側８７ｃ，８７ｄに定着し、よっ
てハンド８７近傍においてダストの浮遊、飛散は生じな
い。尚、爪片８７ａ，８７ｂのみならず、これらハンド
アーム８６全体においても同様の構成によってダストの
浮遊、飛散を防止することができる。

【００２０】上述の持ち込まれたダスト及び装置内に発
生したダストが導電性物質である場合は、装置内等にお
いて自然帯電されており、所謂静電効果において、上述
の構成で十分定着させることができる。一方、導電性物
質でないダストにおいては、静電効果のみでは十分に定
着できない場合がある。この場合ビーム照射装置等を別
途設けて、これによりダストを帯電させれば確実に定着
させることが可能となる。尚、上述の如く装置（側壁
面）に定着したダストはバッチ毎の処理工程にて取り除
く必要はなく、そのままの状態で各処理を行うことがで
きる。すなわち処理工程の各装置に対するメンテナンス
時期（周期）に合わせて定着しているダストを一括して
取り除けばよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明のダスト飛散防止方法とその装置
は、処理工程全体に渡ってウエハを装置自体に定着して
おくため、装置内に持ち込まれたダスト及び発生したダ
ストの浮遊、飛散がないので、装置内には所望する清浄
度に維持される。よって、その装置内に投入、搬入され
たウエハにダストが付着するということは生じない。以
上からして、半導体ウエハの処理工程における製造歩留
りは著しく向上する。すなわち半導体装置全体の生産歩
留りを大幅に飛躍させ、２０００年・１Ｇ時代のダスト
管理として極めて有効なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体ウエハの処理工程を説明する図である。

【図２】洗浄槽を示す斜視図である。

【図３】洗浄槽の電極配設状態を説明する断面概略図で
ある。

【図４】拡散炉装置を説明する概略図である。

【図５】（ａ）は反応管を説明する一部省略図、同
（ｂ）は図５（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。

【図６】石英ボートの説明図である。

【図７】薄膜成形等処理装置の概略図である。

【図８】チャンバー側壁の電極配設状態を示す図であ
る。

【図９】搬入装置を説明する概略図である。

【図１０】保管装置を説明する概略図である。

【図１１】搬送装置を説明する概略図である。

【図１２】ハンドの構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２ 拡散炉装置 ３ 石英ボート ４ 薄膜成形等装置 ５ 搬入装置 ６ キャリア ７ 保管装置 ８ 搬送装置 １１ａ，１１ｂ 側壁 １２ａ，１２ｂ 電極 ２１ 反応管 ２１ａ，２１ｂ 側壁 ２２ａ，２２ｂ 電極 ３３ａ，３３ｂ 支持棒 ３４ａ，３４ｂ 電極 ４１ プロセスチャンバー ４１ａ，４１ｂ 壁部 ４５ａ，４５ｂ 電極 ５１ 載台 ５２ 昇降器 ５３ａ，５３ｂ 壁部 ５４ａ，５４ｂ 電極 ７１ 格納室 ７１ａ，７１ｂ 側壁 ７２ フィルター ７４ａ，７４ｂ 電極 ８１ 台車 ８２ 格納部 ８３ 載台 ８４ａ，８４ｂ 側壁 ８５ａ，８５ｂ 電極 ８６ ハンドアーム ８７ ハンド

フロントページの続き (72)発明者 加藤 泰司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 松岡 博昭 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 本堀 勲 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−230442（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−202527（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−213041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−215032（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/02 H01L 21/68 H01L 21/30 H01J 37/317

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハを間にして対向配置される
   ２つの部材と、 前記２つの部材のうち一方に正の電圧が印加される正の
   電極と、 前記２つの部材のうち他方に負の電圧が印加される負の
   電極 とを備えており、 前記２つの部材の間に前記半導体ウエハを配置した状態
   で前記正の電極および前記負の電極へ電圧を印加するこ
   とにより、自然帯電しているダストを前記２つの部材の
   表面に定着させることを特徴とするダスト飛散防止装
   置。
2. 【請求項２】 前記正の電極および前記負の電極は、前
   記２つの部材の各々に埋設されている ことを特徴とする
   請求項１記載のダスト飛散防止装置。